固定式煤粉取样器设计、工作原理

1）.  设计原理

研究表明，当气粉两相流在管道内流动速度较高且充分发展时，管道中煤粉的颗粒分布在管道截面上可以认为是以中心对称分布的，因而沿直管某直径方向取得一定量的煤粉即可获得煤粉的细度特性。用等速取样原理设计制造的新型煤粉取样装置取样就是基于此原理设计的。

2）．工作原理

煤粉取样器抽取气粉两相流体以从中取得有代表性的粉尘样品，取样管的最主要运行条件是保持等速取样工况，即吸入取样管口的气流速度与其周围环境气流速度相等。

依据静压平衡法(伯努利方程)可知：

ρ₁w₁²/2+p₁=ρ₂w₂²/2+p₂+λl_n/d·ρ₂w₂²/2+ξ·ρ₂w₂²/2

w₁-- 一次风管内采样点处的气流速度，m/s;

w₂-- 采样嘴入口的气流速度，m/s;

p₁-- 一次风管内采样点处的静压，pa;

p₂-- 采样嘴入口的静压，pa;

ρ₁-- 一次风管内采样点处的气流密度，kg/m³;

ρ₂-- 采样嘴入口的气流密度，kg/m³;

λ--  采样嘴内表面的摩擦阻力系数；

d-- 采样嘴直径，m ；

l_n-- 采样嘴端部到内静压孔的距离，m;

ξ-- 采样嘴局部阻力系数。

在采样过程中，由于采样点处的静压与采样嘴内的静压之差较小，且温度基本不变，故可认为ρ1=ρ2。由此可知：

p1- p2=ρ2/2·（w22- w12）+ρ2w22/2（λln/d+ξ）

若阻力忽略不计，采样过程中只要使p₁-p₂=0，即可实现w₂≈w₁。

设计的煤粉取样装置结构如图1所示。煤粉取样器安装在煤粉管道的管壁上，其位置要尽量远离上游弯头。压缩空气流经文丘里抽气器时产生负压，将一次风、粉混合物吸入取样探头，气、粉混合物流经旋风分离器时进行离心分离，分离下来的煤粉颗粒落入收集瓶中，乏气经引射器又返回到一次风管。每次取样时间大约为3分钟。****在实验室中对所取得样本称重筛分，以确定煤粉颗粒细度。